β-羟基丁酸（-hydroxybutyrate），又称3-羟基丁酸，化学式： CH3CH(OH)CH2CO2H，是一种羟基酸。β-羟基丁酸具手性，有两种对映异构物：D-3-羟基丁酸和L-3-羟基丁酸。此化合物在人体饥饿状态时的低血糖生理反应中，扮演重要角色。
在人体，β-羟基丁酸通常是在肝脏中和成，原料是乙酰辅酶A。此反应是由3-羟基丁酸脱氢酶所催化。
罹患酮症（ketosis）的病患，体内的酮体浓度会上升，这些酮体中就包含了β-羟基丁酸。β-羟基丁酸可用作大脑在低血糖时的备用能源。糖尿病病患可借由尿液或血液测是身体中的酮体浓度，以检测是否罹患糖尿病酮症酸中毒。酒精性代谢酮酸中毒（alcoholic ketoacidosis）的患者的体内，β-羟基丁酸浓度最高。两种酮酸中毒都会造成β-羟基丁酸转至草酰乙酸的比例提高，导致柠檬酸循环停滞，且身体无法足够地控制酮类的产生，导致严重的酮酸堆积使得血液pH极大地降低。
β-羟基丁酸是聚酯类生物可分解塑胶的原料，如聚羟基丁酸酯，这种聚合物也可被一种细菌生成。
β-羟基丁酸可由聚羟基丁酸酯酸水解生成。
羊毛甾醇 · 7-烯胆甾烷醇 · 7-脱氢胆固醇 · 胆固醇
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